„Random access memory“ – Versionsunterschied

Random Access Memory (der; dt. Speicher mit wahlfreiem Zugriff), abgekürzt RAM, ist ein Speicher, der besonders bei Computern als Arbeitsspeicher Verwendung findet. Er ist den Halbleiterspeichern zuzuornen. RAMs werden als integrierte Schaltkreise hauptsächlich in Silizium-Technologie realisiert. RAM wird in allen Arten von elektronischen Geräten eingesetzt.

Prinzipielle Anordnung der Speicherzellen in Reihen und Spalten (Matrix) in einem RAM. Die Adresscodierer befinden sich auf dem gleichen Chip. Der Schreib- / Leseschaltkreis schaltet die Informationsrichtung um und verstärkt die schwachen Signale der adressierten Speicherzellen.

Wahlfrei bedeutet in diesem Zusammenhang, dass jede Speicherzelle über ihre Speicheradresse direkt angesprochen werden kann, der Speicher also nicht sequentiell oder in Blöcken ausgelesen werden muss (bei großen Speicherbausteinen erfolgt die Adressierung jedoch nicht über die einzelnen Zellen, sondern über ein Wort, dessen Breite von der Speicherarchitektur abhängt). Das unterscheidet den RAM von blockweise zu beschreibenden Speichern, den so genannten Flash-Speichern. Im Gegensatz zu einem ROM (Read Only Memory) kann RAM sowohl gelesen als auch beschrieben werden. Zu den Bezeichnungen ist zu bemerken, dass „Random Access“ an sich kein Gegensatz zu „Read Only“ ist, sondern dass der üblicherweise als RAM bezeichnete Speicher genauer als „Read-Write Random Access Memory“ (RWRAM) bezeichnet werden müsste .

Der üblicherweise in Computern eingesetzte RAM ist 'flüchtig' (auch: 'volatil'), das heißt, die gespeicherten Daten gehen nach Abschaltung der Stromzufuhr verloren. Es gibt allerdings auch RAM-Typen, die ihre Information auch ohne Stromzufuhr erhalten ('nichtvolatil'). Diese werden NVRAM genannt.

Die flüchtigen RAMs teilen sich in:

• Statisches RAM oder SRAM
• Dynamisches RAM oder DRAM

Adressierung

Um Bits in einer Bank zu adressieren, sendet die Speichersteuerung ein Signal an die entsprechende Bank. Die Daten werden mit folgenden Parametern adressiert:

RAS

Row Address Select, dieses Signal liegt während einer gültigen Zeilenadresse an. Der Speicherbaustein legt diese Adresse in einem Zwischenspeicher ab.

CAS

Column Address Select, dieses Signal liegt während einer gültigen Spaltenadresse an. Der Speicherbaustein legt diese Adresse in einem Zwischenspeicher ab.

RAS und CAS bilden also die zwei Hälften des Adressbusses. Bei DRAMs werden sie normalerweise über identische Pins in den Baustein geführt (also im Multiplex) und können deshalb nicht gleichzeitig angelegt werden. (Dagegen wird bei SRAMs zwecks höherer Geschwindigkeit meist der komplette Adressbus an Pins geführt, so dass der Zugriff in einer einzigen Operation erfolgen kann.) Meistens wird zuerst die RAS-Adresse mit den höherwertigen Adressbits angelegt, gefolgt von oftmals mehreren verschiedenen CAS-Werten, so dass innerhalb derselben Zeile mehrere Zellen schnellstmöglich in „Burst“-Zyklen ausgelesen oder geschrieben werden können. Es gibt jedoch speziell zum Refresh mit dem CAS-before-RAS-Refresh auch die genau umgekehrte Reihenfolge.

Versorgungsspannung

Der Energiebedarf steigt und fällt mit dem Spannungsniveau: Je höher die Spannung, desto höher der Energiebedarf. Die Hersteller von Speicher versuchen kontinuierlich, den Energiebedarf zu senken, denn der Energiebedarf kann je nach Arbeitsspeichergröße mehrere Watt betragen und sich bei Notebooks negativ auf die Akkulaufzeit auswirken. Die Versorgungsspannung von DDR2-SDRAM liegt bei 1,8 Volt. Der Vorgänger DDR-SDRAM benötigt 2,5 Volt, noch ältere Speicher wie SDR-SDRAM benötigen 3,3 Volt. Bei DDR3-SDRAM soll die Spannung auf 1,5 Volt gesenkt werden.

Dynamisches RAM (DRAM)

• siehe Hauptartikel: Dynamisches RAM

DRAM steht für Dynamisches RAM und bezeichnet einen elektronischen Speicherbaustein, der hauptsächlich in Computern eingesetzt wird und als integrierter Schaltkreis ausgeführt ist. Sein Inhalt ist flüchtig (volatil), das heißt die gespeicherte Information geht bei Abschaltung der Betriebsspannung verloren. Außerdem geht die Information auch sehr schnell durch Leckströme verloren, daher müssen die Speicherzellen regelmäßig wiederaufgefrischt werden.

Phase-change RAM (PRAM)

• siehe Hauptartikel : Phase Change Random Access Memory

PRAM steht für Phase-change RAM und befindet sich bei Samsung noch in der Entwicklung. Er soll Vorteile gegenüber NOR-Flash-Speicher haben, zum Beispiel sollen Schreibzugriffe wesentlich schneller sein und die Anzahl der Schreib-/Lese-Zyklen soll um ein Vielfaches höher sein. Dabei belegt er weniger Fläche und ist einfacher in der Herstellung.